CPP STL学习笔记

STL的概念

源地址  https://www.ev0l.art/index.php/archives/15/

  • Iterator (迭代器)
  • Container (容器) array
  • Alogrithm (算法)
  • Adapters (配接器) 用来实现容器之间的转接

    面向过程--》面向对象-》基于对象-》泛型

    代码

    #include 
    #include  //容器
    #include  //算法
    
    using namespace std; //专么实现一个类模板,实现打印 //类模板实现了方法 template <class T> class vector_s { public: void operator()(const T &t1) //重载了小括号 实现访问小括号就直接打印  { cout << t1 << endl; } }; int main(void) { vector<int> myv; myv.push_back(13); myv.push_back(23); myv.push_back(33); myv.push_back(113); myv.push_back(1995); myv.push_back(1996); vector_s<int> print; // 对打印实现实例化 //myv.begin(), myv.end() 是迭代器 本质是指针 // for_each 本质是一个算法  for_each(myv.begin(), myv.end(), print); cin.get(); return 0; }

     


  • 注意:算法需要包含头文件

  • 这个遍历的函数为 for_each 不是foreach

  • 算法可以适用于任何容器

    STL抽象的是什么

    -有些算法并不依赖于数据结构的特定实现,而只依赖于该结构的几个基本语义属性

    -STL 抽象出的这些基本属性(concept)成功的将算法和数据结构相分离,在没有效率损失的前提下,获得了极大的弹性!

    六大组件

    -容器 (container)

    -算法Algorithm

    -迭代器 (iterator)

    -仿函数 (Function Object)

    -适配器 (Adaptor)

    -空间制配器 (allocator)

    获取远程代码修改后,想要push到远端与原来不同的新分支,可以使用下面的命令实现:
    git push origin 本地分支:远端希望创建的分支

    例如git下来的分支为master

    git branch master
    git push origin master:my_remote_new_branch

    远端即可创建新的分支my_remote_new_branch,提交本地修改

    2019.11.13 9:32

    std::for_each(arr.begin(), arr.end(), func);

    比较有用的for_each 用法

    for (auto n:Original)

    C++ 11 新的for

    2019.11.03 23:46

    typename

    • 成员函数也可以是模板-
    • typename 作为类型前的标识符号-
    class MyClass
           typename T::SubType * ptr; //typename 直接指示 T::SubType * 为一个类型 没有typename 会被解析为 // T域中的 SubType 静态成员 乘于(*) ptr. ... };

    -typename 的第二个作用:在模板声明中替换class -

    template class Myclass;

    static_cast 只有当类型转换有所定义,转换才会成功。(明确转换类型)

    dynamic_cast 将多态类型向下转换 被转换的类必须有虚函数。否则失败

    const_cast 用于转换为const 值

    reinterpret_cast 多用于指针个的转换

    C语言的小括号()可以替换除dymanic_cast 外的所有静态转换函数,无法明确显示使用他们的切确理由

    容器的概念

    -用于管理一组元素
    CPP STL学习笔记_第1张图片

    容器的分类

    -序列式容器(Sequence containers)

    -每个元素都有固定位置--去结余插入时机和地点,和元素值无关
    -vector list deque

    关联式容器 (Associated containers)

    -元素取决于特定的排序准则,和插入顺序无关
    -set multiset map multimap
    CPP STL学习笔记_第2张图片

    array

    array ={1,2,3,4,5};
    -静态数组,栈上

    vector 动态数组 堆上

     mv.push_back()

    -不需要变长,容量较小,array 需要变长,容量较大,用vector

    tuple 可以存储不同的数据类型

    list 适合经常插入,经常删除的情况

    list 容器

    -list容器是无序容器

    -list 容器只能通过迭代器访问。通过++ -- 遍历

    -list容器可以使用remove()方法删除元素,

    -可以同时正向和反向查找

    -可以使用sort()函数排序

    -可以使用merge 合并,但是合并之前必须排序

    -可以使用unique()函数删除重复项,删除前必须排序。

    • merge (使)合并,结合,并入;相融;融入;渐渐消失在某物中

    set 容器 (红黑树容器)

    -set容器不能有重复项,重复的会被舍弃
    -set容器会自动排序
    -set 用insert插入元素
    -set可以用find()函数查找位置

    循环加栈

    algorithm 算法

    find()函数可以查找数组、容器中的元素。

    for_each(); 遍历每一个元素。

    multiset和set差不多,但是允许重复元素。

    迭代器本质是智能指针。

    Iterator

    CPP STL学习笔记_第3张图片

    仿函数

    auto ifind=find_if(mylist.bengin(),mylisy.end(),bindlst(greater(),3));

    bindlst 需要头文件 funtional #include

    bindlst(greater(),3); 绑定一个函数。 greater() 是一个仿函数(functional) 是一个重载了()的类/结构 体 ,可以用来实现一定的算法策略。

    仿函数例子:

    #include 
    #include 
    #include 
    #include 
    
    using namespace std; class shuchu { public: void operator()(int x) { std::cout<endl; } }; int main(int argc, char const *argv[]) { /* code */ // arrayarray1({1,2,3,4,5}); list <int>ls1; ls1.push_back(1); ls1.push_back(3); ls1.push_back(5); ls1.push_back(7); ls1.push_back(9); auto ib=ls1.begin(); auto ie=ls1.end(); for_each(ib,ie,shuchu()); cin.get(); return 0; }

     

    2019.11.15 6.wmv STL Bug 迭代器

    -智能指针有一个_Ptr属性,可以打印里面的指针。

    -STL 有bug 先访问迭代器的_Ptr属性,再访问迭代器指针正常,但是反过来会出错。

    -分行打印就没有问题。

    栈队列双端队列优先队列

    stack 关键字可以构建栈

    -用法

    stack ; //声明一个栈
    mystack.push(num); //压栈
    mystack.pop(); //出栈
    mystack.top(); //获取第一个元素

    stack成员函数示例
    -size( ) :返回栈中元素个数
    -top( ) :返回栈顶的元素
    -pop( ) :从栈中取出并删除元素
    -push(e) :向栈中添加元素e
    -empty( ) :栈为空时返回true

    queue 队列

    -queue 英 [kjuː] 美 [kjuː]

    n.(人、汽车等的)队,行列;(储存的数据)队列
    v.(人、车等)排队等候;(使)排队;列队等待

    -queue 需要头文件

    -从网上拔来的Queue

    queue详解

    queue 操作


    queue 和 stack 有一些成员函数相似,但在一些情况下,工作方式有些不同:

    • front():返回 queue 中第一个元素的引用。如果 queue 是常量,就返回一个常引用;如果 queue 为空,返回值是未定义的。
    • back():返回 queue 中最后一个元素的引用。如果 queue 是常量,就返回一个常引用;如果 queue 为空,返回值是未定义的。
    • push(const T& obj):在 queue 的尾部添加一个元素的副本。这是通过调用底层容器的成员函数 push_back() 来完成的。
    • push(T&& obj):以移动的方式在 queue 的尾部添加元素。这是通过调用底层容器的具有右值引用参数的成员函数 push_back() 来完成的。
    • pop():删除 queue 中的第一个元素。
    • size():返回 queue 中元素的个数。
    • empty():如果 queue 中没有元素的话,返回 true。
    • emplace():用传给 emplace() 的参数调用 T 的构造函数,在 queue 的尾部生成对象。
    • swap(queue &other_q):将当前 queue 中的元素和参数 queue 中的元素交换。它们需要包含相同类型的元素。也可以调用全局函数模板 swap() 来完成同样的操作。



    queue 模板定义了拷贝和移动版的 operator=(),对于所保存元素类型相同的 queue 对象,它们有一整套的比较运算符,这些运算符的工作方式和 stack 容器相同。

    deque 双端队列

    • deque 可以从头部push_front()和尾部push_back()插入
    • deque 可以使用迭代器 可以使用 迭代器+n 访问删除
    • deque 可以pop_front() pop_back() 从头部和尾部 删除元素。

    (1)    构造函数

    deque():创建一个空deque

    deque(int nSize):创建一个deque,元素个数为nSize

    deque(int nSize,const T& t):创建一个deque,元素个数为nSize,且值均为t

    deque(const deque &):复制构造函数

    (2)    增加函数

    void push_front(const T& x):双端队列头部增加一个元素X

    void push_back(const T& x):双端队列尾部增加一个元素x

    iterator insert(iterator it,const T& x):双端队列中某一元素前增加一个元素x

    void insert(iterator it,int n,const T& x):双端队列中某一元素前增加n个相同的元素x

    void insert(iterator it,const_iterator first,const_iteratorlast):双端队列中某一元素前插入另一个相同类型向量的[forst,last)间的数据

    (3)    删除函数

    Iterator erase(iterator it):删除双端队列中的某一个元素

    Iterator erase(iterator first,iterator last):删除双端队列中[first,last)中的元素

    void pop_front():删除双端队列中最前一个元素

    void pop_back():删除双端队列中最后一个元素

    void clear():清空双端队列中最后一个元素

    (4)    遍历函数

    reference at(int pos):返回pos位置元素的引用

    reference front():返回手元素的引用

    reference back():返回尾元素的引用

    iterator begin():返回向量头指针,指向第一个元素

    iterator end():返回指向向量中最后一个元素下一个元素的指针(不包含在向量中)

    reverse_iterator rbegin():反向迭代器,指向最后一个元素

    reverse_iterator rend():反向迭代器,指向第一个元素的前一个元素

    (5)    判断函数

    bool empty() const:向量是否为空,若true,则向量中无元素

    (6)    大小函数

    Int size() const:返回向量中元素的个数

    int max_size() const:返回最大可允许的双端对了元素数量值

    (7)    其他函数

    void swap(deque&):交换两个同类型向量的数据

    void assign(int n,const T& x):向量中第n个元素的值设置为x
     
    deque网上扒来的

    priority_que 优先级队列 (不太理解)

    • 优先队列是按照堆来实现的

    红黑树容器

    set 是一个红黑树

    set map multi-map 红黑树

    set的高级用法

    • 红黑树,处理纯字符串比较少,处理字符串及对象比较多。
    • pair 复合集合
    • 二叉树查找依赖于有序。 字符串可以实现有序。
    • pair 也是个类模板!起到获取插入返回值(boolean)的作用。两个参数,第一个类型,第二个是比大小的方法
    • set的每一个节点就是一个节点
    • 二叉树的实现语法一直在在在变 。VS2013 能过的 VS2017 就不能过了!~!!mingw 32又能过,代码如下:
    • set 不能包含同样的值
    • 0-35:40
    #include <set>
    #include <string>
    #include 
    #include <string.h> using namespace std; class strless { public: bool operator () (const char* p,const char* p1) { return strcmp(p, p1) < 0; } private: }; int main(void) { const char* cmd[] = { "nihao","spectrc","calc","good" }; set<const char *, strless>myset(cmd,cmd+4,strless()); auto ib = myset.begin(); auto ie = myset.end(); for (auto i : myset) { cout << i << endl; } return 0; }

     

     

    multiset

    • 可以插入相同的值
    • multiset 的每一个节点是一个链表
    • 练习代码如下(mingw 32编译):
    #include <set>
    #include <string.h>
    
    using namespace std; class stu{ public: int id; char p[100]; }; class stuless { public: bool operator ()(const stu &st1,const stu &st2) { return st1.id<st2.id; } }; int main() { stu student[3]={ {99,"zhuang"}, {15,"li"}, {3,"ooooo"} }; stu newstu; newstu.id=100782; strcpy(newstu.p,"nimeide"); multiset stu1 (student,student+3,stuless()); stu1.insert(newstu); strcpy(newstu.p,"SBSBSBSB"); stu1.insert(newstu); strcpy(newstu.p,"luo liuo"); stu1.insert(newstu); for(auto i:stu1) { cout<< "\t"<"\t"<endl; } return 0; }

     

     
    • 输出

    -

    CPP STL学习笔记_第4张图片

    map 映射 multimap 多层映射  9.wmv 53:41

    • map 也是 红黑树,但是能同时映射多个数据
    • map 需要头文件
    • 映射都是左边映射到右边。访问时用右边访问左边。可以通过对等的映射查找
    • 示例代码如下:
    #include <string>
    #include 
    #include 
    
    using namespace std; class worker{ public: int id; string name; string work; }; class winfo{ public: int randid; worker w1; }; int main() { system("chcp 65001"); winfo warr[]={ {1,{10,"李四","mugong"}}, {2,{9,"张三","mugong"}}, {8,{5,"wangermazi","mugong"}}, {20,{3,"gg","mugong"}}, {30,{1,"ww张三","mugong"}} }; map <int,worker> m; for(auto i : warr) { static int n=0; m[warr[n].randid]=warr[n].w1; n++; } auto ib=m.begin(); auto ie=m.end(); for(;ib!=ie;ib++) { cout<<"\t winfo.randid is \t"<<(*ib).first<<" worker info is \t"<<(*ib).second.id<<"\t"<<(*ib).second.name <<"\t"<<(*ib).second.work<<"\t"<<endl; } return 0; }

     

     
    • 输出

    CPP STL学习笔记_第5张图片

    pair 关键字  9.wmv 01:23:15

    • 用于插入 复杂映射类型
    • multimap set map 每一个节点就是一个 pair
    • 用法:
    m.insert(pair<const char*,int> ("第一个"),1); m.insert(pair<const char*,int> ("第二个"),2); m.insert(pair<const char*,int> ("第三个"),5); m.insert(pair<const char*,int> ("第四个"),8); 

    hash_set 和hash_map  9.wmv 01:33:10

    • 作用:把比较大的数据抽象得比较小
    • hash_set 不会自动排序 查找时一次就足够了。而set需要 log2n 次
    • 适用于精确查找,一次就能找到。比二分查找要快
    • hash_set 的经典用法 判断数据是否相等
    • hash_set、hash_map 不会自动排序
    • hash算法依赖于hash_table

    equal_range()

    • 找到红黑树的链表节点,遍历所有节点
    • first为链表的首节点,second 为最后一个空节点

    string 本质是一个容器

    • C语言中 下列代码是错误的:
    char str[54];
    str="123456";
    • erase() 函数可删除字符串。 str1.erase(3,4); erase(str1.begin(),str.begin()+2);
    • replace() 替换函数 str1.replace(3,3,"China");str1.replace(3,"China");
      str1.replace(3,"China"); replace (位置,长度,字符串);
    • str.find() 查找字符串,找到第一个匹配的字符的位置,找不到返回-1;
    • rfind() 反向查找,返回找的的第一个的匹配的字符串的位置。找不到返回-1;
    • find_first_of () 找到第一个并返回所在位置。
    • find_first_not_of () 找到第一个不匹配的并返回所在位置。
    • find_last_of () 找到最后一个匹配的并返回所在位置。
    • find_last_not_of () 找到最后一个不匹配的并返回所在位置。
    网上扒来的 string 介绍
    • String

    GPU编程

    • 可以利用模板类实现对容器的操作(利用重载括号的方式)

    Lamda 表达式 C++ AMP 编程

    • 函数包装器(LAMDA 表达式,类似JS里面的匿名函数) : 需要头文件
    • GPU 强项在于并行计算,CPU强项在于单点计算
    auto func=[](int a ,int b){ return a+b;};
    
    for_each(myvector.begin(),myvector.end(),[](int a){return a*=2;cout<endl;});
    • C++ AMP 计算演示 (VS 2017中编译失败)
    • VS2017 中错误信息:
    严重性    代码    说明    项目    文件    行    禁止显示状态
    错误    C3861    “_Access”: 找不到标识符    GPU_hello    c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\enterprise\vc\tools\msvc\14.15.26726\include\amp.h 2616 严重性 代码 说明 项目 文件 行 禁止显示状态 错误 C3588 在 amp 限制代码中不支持从“unknown-type”转换为“void *” GPU_hello c:\program files (x86)\microsoft visual studio\2017\enterprise\vc\tools\msvc\14.15.26726\include\amp.h 2616 
    #include 
    #include 
    
    using namespace std;
    using namespace concurrency; int main(void) { int a[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; array_view<int> av(10, a); //GPU 计算结构 AV 存储到GPU的显存 /* *[=](index<1>idx) restrict (amp) {av[idx] *= 2; } * [=] 标识直接操作这个数据 * restrict (amp) 标识定位到 GPU进行运算 *这个表达式为Lambda表达式 */ parallel_for_each(av.extent, [=](index<1> idx) restrict (amp) {av[idx] *= 2; }); for (int i = 0; i < 10; i++) { cout << "\t" << av[i] << endl; } cin.get(); }

     

     

    lambda 表达式

    • 网上扒来的lambda 表达式

    Lambda 表达式
    -lambda 表达式的作用:C++ 11 中的 Lambda 表达式用于定义并创建匿名的函数对象,以简化编程工作。

    • lambda 语法形式:[函数对象参数] (操作符重载函数参数) mutable 或 exception 声明 -> 返回值类型 {函数体}

    STL算法

    • for_each ....
    • auto i= find_if (myvector.begin(),myvector.end(),[](int v){return v>4;}); //如果找到myvector 中第一个大于四的数据则返回那个数据所在位置的迭代器,否则返回myvector.end();
    • auto i= find_if_not (myvector.begin(),myvector.end(),[](int v){return v>4;}); //如果找到myvector 中第一个小于于四的数据则返回那个数据所在位置的迭代器,否
      则返回myvector.end();
    • sort() 仿函数用于排序。

     

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